DE102016112162A1 - Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung - Google Patents

Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE102016112162A1
DE102016112162A1 DE102016112162.2A DE102016112162A DE102016112162A1 DE 102016112162 A1 DE102016112162 A1 DE 102016112162A1 DE 102016112162 A DE102016112162 A DE 102016112162A DE 102016112162 A1 DE102016112162 A1 DE 102016112162A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
load
transistor device
semiconductor body
pad
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016112162.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainald Sander
Andreas Meiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE102016112162.2A priority Critical patent/DE102016112162A1/de
Priority to US15/639,834 priority patent/US10277219B2/en
Priority to CN201710534124.1A priority patent/CN107579062B/zh
Publication of DE102016112162A1 publication Critical patent/DE102016112162A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05554—Shape in top view being square
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45014—Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/4811—Connecting to a bonding area of the semiconductor or solid-state body located at the far end of the body with respect to the bonding area outside the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48145—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/4901—Structure
    • H01L2224/4903—Connectors having different sizes, e.g. different diameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49177—Combinations of different arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517—Additional leads
    • H01L23/49524—Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12035—Zener diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine elektronische Schaltung. Die elektronische Schaltung umfasst ein erstes Transistorbauelement, wenigstens ein zweites Transistorbauelement und eine Ansteuerschaltung. Das erste Transistorbauelement ist in einem ersten Halbleiterkörper integriert, umfasst eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des ersten Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des ersten Halbleiterkörpers und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltene ersten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten. Das wenigstens eine zweite Transistorbauelement ist in einem zweiten Halbleiterkörper integriert, umfasst eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltenen zweiten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten. Die Ansteuerschaltung ist dazu ausgebildet, die erste Ansteuerspannung und die zweite Ansteuerspannung zu erzeugen. Die erste Lastanschlussfläche des ersten Transistorbauelements und die erste Lastanschlussfläche des wenigstens einen zweiten Transistorbauelements sind an einem elektrisch leitenden Träger befestigt, so dass die Laststrecken des ersten Transistorbauelements und des wenigstens einen zweiten Transistorbauelements in Reihe geschaltet sind.

Description

  • Diese Beschreibung betrifft allgemein eine elektronische Schaltung, insbesondere eine elektronische Schalt- und Verpolschutzschaltung.
  • Feldeffektgesteuerte Transistorbauelemente, wie beispielsweise MOSFETs (Metal Oxide Field-Effect Transistors) sind als elektronische Schalter in verschiedenen Arten von Anwendungen, wie beispielsweise Automobil-, Industrie-, Haushalts- oder Unterhaltungselektronikanwendungen weit verbreitet. Ein MOSFET ist ein spannungsgesteuertes Bauelement, das einen Steuerknoten und eine Laststrecke zwischen zwei Lastknoten aufweist und das abhängig von einer zwischen dem Steuerknoten und einem der Lastknoten erhaltenen Ansteuerspannung ein- oder ausschaltet. Üblicherweise wird der Steuerknoten als Gateknoten bezeichnet und die Lastknoten werden als Drainknoten bzw. Sourceknoten bezeichnet, und die Spannung, die den MOSFET steuert, wird als Gate-Source-Spannung bezeichnet. Ein MOSFET umfasst üblicherweise eine interne Diode (die oft als Bodydiode bezeichnet wird) zwischen den zwei Lastknoten. Aufgrund dieser Diode kann der MOSFET durch die Ansteuerspannung nur dann ein- und ausgeschaltet werden, wenn eine Laststreckenspannung, die zwischen den Lastknoten angelegt wird, eine Polarität besitzt, die die interne Diode in Sperrrichtung polt. Wenn die Laststreckenspannung die interne Diode in Flussrichtung polt, leitet der MOSFET unabhängig von der Ansteuerspannung einen Strom.
  • Es besteht ein Bedarf, eine integrierte Schaltung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, abhängig von einer Ansteuerspannung und unabhängig von einer Polarität einer Laststreckenspannung auszuschalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel betrifft eine elektronische Schaltung. Die elektronische Schaltung umfasst ein erstes Transistorbauelement, wenigstens ein zweites Transistorbauelement und eine Ansteuerschaltung. Das erste Transistorbauelement ist in einem ersten Halbleiterkörper integriert, umfasst eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltenen ersten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten. Das wenigstens eine zweite Transistorbauelement ist in einem zweiten Halbleiterkörper integriert, umfasst eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltenen zweiten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten. Die erste Lastanschlussfläche des ersten Transistorbauelements und die erste Lastanschlussfläche des wenigstens einen zweiten Transistorbauelements sind auf einem elektrisch leitenden Träger befestigt, so dass die Laststrecken des ersten Transistorbauelements und des wenigstens einen zweiten Transistorbauelements in Reihe geschaltet sind.
  • Beispiele sind nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen dazu, bestimmte Prinzipien zu veranschaulichen, so dass nur Aspekte, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
  • 1 zeigt ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung mit einem ersten Transistorbauelement, einem zweiten Transistorbauelement und einer Ansteuerschaltung gemäß einem Beispiel;
  • 2 veranschaulicht ein Beispiel, wie das erste Transistorbauelement und das zweite Transistorbauelement realisiert werden können;
  • 3 zeigt ein weiteres Beispiel, wie das erste Transistorbauelement und das zweite Transistorbauelement realisiert werden können;
  • 4A und 4B zeigen eine Draufsicht bzw. eine vertikale Schnittansicht einer Halbleiterchipanordnung, die die in 1 gezeigte elektronische Schaltung enthält;
  • 5A und 5B zeigen verschiedene Beispiele, wie die in 4A veranschaulichten Verbindungsleitungen realisiert werden können;
  • 6 zeigt ein Beispiel der Ansteuerschaltung weiter im Detail;
  • 7 zeigt ein weiteres Beispiel der Ansteuerschaltung weiter im Detail;
  • 8 zeigt eine Halbleiterchipanordnung, die die in 1 gezeigte elektronische Schaltung enthält, gemäß einem weiteren Beispiel;
  • 9 zeigt eine Halbleiterchipanordnung, die die in 1 gezeigte elektronische Schaltung enthält, gemäß noch einem weiteren Beispiel;
  • 10 zeigt eine Halbleiterchipanordnung, die die in 1 gezeigte elektronische Schaltung enthält, gemäß einem weiteren Beispiel;
  • 11 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer elektronischen Schaltung gemäß einem weiteren Beispiel;
  • 12 zeigt eine Halbleiterchipanordnung, die die in 11 gezeigte elektronische Schaltung enthält;
  • 13 zeigt ein elektronisches Schaltbild einer elektronischen Schaltung mit einem ersten Transistorbauelement; einem zweiten Transistorbauelement und einem Messtransistor;
  • 14 zeigt eine Chipanordnung, die die in 13 gezeigte elektronische Schaltung enthält;
  • 15 zeigt ein elektronisches Schaltbild einer elektronischen Schaltung, die ein erstes Transistorbauelement und mehrere zweite Transistorbauelemente enthält;
  • 16 zeigt ein Beispiel einer Chipanordnung, die die in 15 gezeigte elektronische Schaltung enthält; und
  • 17 zeigt ein Beispiel einer internen Versorgungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine interne Versorgungsspannung unabhängig von einer Polarität einer externen Versorgungsspannung zu erzeugen.
  • In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung und zeigen zur Veranschaulichung spezielle Ausführungsbeispiele, wie die Erfindung umgesetzt werden kann. Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nicht explizit etwas anders angegeben ist.
  • 1 zeigt ein elektronisches Schaltbild einer elektronischen Schaltung gemäß einem Beispiel. Die elektronische Schaltung umfasst ein erstes Transistorbauelement T1, ein zweites Transistorbauelement T2 und eine Ansteuerschaltung DRV. Das erste Transistorbauelement T1 umfasst einen Steuerknoten G1, einen ersten Lastknoten S1 und einen zweiten Lastknoten D1 und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen den Steuerknoten G1 und dem ersten Lastknoten S1 angelegten ersten Ansteuerspannung VGS1 ein-oder auszuschalten. Das zweite Transistorbauelement T2 umfasst einen Steuerknoten G2, einen ersten Lastknoten S2 und einen zweiten Lastknoten D2 und ist dazu ausgebildet, abhängig von einer zwischen dem Steuerknoten G2 und dem ersten Lastknoten S2 angelegten zweiten Ansteuerspannung VGS2 ein- oder auszuschalten. Der erste Lastknoten S1 des ersten Transistorbauelements T1 ist an den ersten Lastknoten S2 des zweiten Transistorbauelements T2 angeschlossen. Die Ansteuerschaltung DRV erzeugt die erste Ansteuerspannung VGS1 und die zweite Ansteuerspannung VGS2. Die erste Ansteuerspannung VGS1 und die zweite Ansteuerspannung VGS2 sind auf den Schaltungsknoten bezogen, an den der erste Lastknoten S1 des ersten Transistorbauelements T1 und der erste Lastknoten S2 des zweiten Transistorbauelements T2 angeschlossen sind. Dieser Schaltungsknoten wird nachfolgend als gemeinsamer Sourceknoten bezeichnet.
  • Das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 umfassen jeweils eine Laststrecke zwischen dem jeweiligen zweiten Lastknoten D1, D2 und dem jeweiligen ersten Lastknoten S1, S2. Die Laststrecken des ersten Transistorbauelements T1 und des zweiten Transistorbauelements T2 bilden eine Reihenschaltung, da das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 an ihren jeweiligen ersten Lastknoten S1, S2 verbunden sind.
  • Gemäß einem Beispiel arbeitet die in 1 gezeigte elektronische Schaltung als elektronischer Schalter, insbesondere als verpolungsgeschützter elektronischer Schalter. Hierzu ist die durch das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 gebildete Reihenschaltung in Reihe zu einer Last Z geschaltet und die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1, dem zweiten Transistorbauelement T2 und der Last Z ist zwischen einen ersten Versorgungsknoten, an dem ein erstes Versorgungspotential Vbb zur Verfügung steht, und einen zweiten Versorgungsknoten, an dem ein zweites Versorgungspotential GND zur Verfügung steht, geschaltet. Gemäß einem Beispiel ist das zweite Versorgungspotential GND geringer als das erste Versorgungspotential. Das zweite Versorgungspotential GND kann Masse sein. Eine Spannung zwischen dem ersten Versorgungsknoten und dem zweiten Versorgungsknoten wird nachfolgend als Versorgungsspannung V bezeichnet.
  • Gemäß einem Beispiel ist die Ansteuerschaltung DRV dazu ausgebildet, eines von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 abhängig von einer Polarität der Versorgungsspannung V anzusteuern und das andere von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 abhängig von einem Eingangssignal SIN anzusteuern. Gemäß einem Beispiel erzeugt die Ansteuerschaltung DRV die erste Ansteuerspannung VGS1 zwischen einem ersten Ausgangspin P1 und einem dritten Ausgangspin P3, erzeugt die zweite Ansteuerspannung VGS2 zwischen einem zweiten Ausgangspin P2 und dem dritten Ausgangspin P3 und erhält das Eingangssignal SIN an einem Eingangspin P4. Der Eingangspin wird nachfolgend auch als vierter Pin P4 bezeichnet. Zum Detektieren der Polarität der Versorgungsspannung V ist die Ansteuerschaltung DRV dazu ausgebildet, die Versorgungsspannung V zwischen einem fünften Pin P5 und einem sechsten Pin P6 zu erhalten.
  • Gemäß einem Beispiel ist die Ansteuerschaltung DRV dazu ausgebildet, das ein von dem ersten Transistorbauelement und dem zweiten Transistorbauelement T2 einzuschalten, wenn die Versorgungsspannung V eine erste Polarität besitzt, und ist dazu ausgebildet, das eine von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 auszuschalten, wenn die Versorgungsspannung V eine der ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität besitzt. Die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement leitet (ist in einem Ein-Zustand), wenn sowohl das erste Transistorbauelement T1 als auch das zweite Transistorbauelement T2 eingeschaltet sind (im Ein-Zustand sind), und die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 sperrt (ist in einem Aus-Zustand) wenn wenigstens eines von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 ausgeschaltet ist (in einem Aus-Zustand ist). Wenn die Versorgungsspannung V die erste Polarität besitzt, ist die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 also abhängig von dem durch die Ansteuerschaltung DRV erhaltenen Eingangssignal SIN im Ein-Zustand. Wenn die Versorgungsspannung V die zweite Polarität besitzt, ist die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 unabhängig von dem Eingangssignal SIN im Aus-Zustand. Auf diese Weise funktioniert die elektronische Schaltung als verpolungsgeschützter Schalter, der abhängig von dem Eingangssignal SIN ein- und ausschaltet, wenn die Versorgungsspannung V die erste Polarität besitzt und immer ausschaltet, wenn die Versorgungsspannung V die zweite Polarität besitzt. Dadurch ist die Last Z davor geschützt die Versorgungsspannung V mit der zweiten Polarität zu erhalten.
  • Gemäß einem Beispiel hat die Versorgungsspannung V die erste Polarität, wenn das erste Versorgungspotential Vbb positiv ist und das zweite Versorgungspotential GND negativ oder Masse ist. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die elektronische Schaltung als High-Side-Schalter dargestellt. In diesem Fall ist die Reihenschaltung mit dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 zwischen die Last Z und den ersten Versorgungsknoten (Vbb) geschaltet und die Last ist zwischen die Reihenschaltung und den zweiten Versorgungsknoten (GND) geschaltet. Ein Schaltungsknoten der elektronischen Schaltung, an den die Last Z angeschlossen werden kann, wird nachfolgend als Ausgangsknoten OUT bezeichnet. Ein Schaltungsknoten, an den der Versorgungsknoten angeschlossen werden kann, wird nachfolgend als Versorgungsknoten SUP bezeichnet.
  • Gemäß einem in 2 gezeigten Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als n-leitender MOSFET realisiert. In diesem Fall ist der jeweilige Steuerknoten G1, G2 ein Gateknoten, der jeweilige erste Lastknoten S1, S2 ist ein Sourceknoten und der jeweilige zweite Lastknoten D1, D2 ist ein Drainknoten. 2 zeigt ein Schaltsymbol eines n-leitenden MOS-FET. In diesem Beispiel ist der n-leitende MOSFET als Anreicherungs-MOSFET gezeichnet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem (nicht dargestellten) weiteren Beispiel ist der n-leitende MOSFET ein Verarmungs-MOSFET. Gemäß einem Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils ein n-leitender Anreichungs-MOSFET. Gemäß einem weiteren Beispiel sind das erste Transistorbauelement und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils an n-leitender Verarmungs-MOSFET. Gemäß einem weiteren Beispiel ist einer von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 ein n-leitender Anreichungs-MOSFET und der andere vom dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 ist ein n-leitender Verarmungs-MOSFET.
  • Gemäß einem in 3 gezeigten Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als p-leitender MOSFET realisiert. In diesem Fall ist der jeweilige Steuerknoten G1, G2 ein Gateknoten, der jeweilige erste Lastknoten S1, S2 ist ein Sourceknoten und der jeweilige zweite Lastknoten D1, D2 ist ein Drainknoten. 3 zeigt ein Schaltsymbol eines p-leitenden MOSFET. In diesem Beispiel ist der p-leitende MOSFET als Anreicherungs-MOSFET gezeichnet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren (nicht dargestellten) Beispiel ist der p-leitende MOSFET ein Verarmungs-MOSFET. Gemäß einem Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils ein p-leitender Anreichungs-MOSFET. Gemäß einem weiteren Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils ein p-leitender Verarmungs-MOSFET. Gemäß einem weiteren Beispiel ist eines von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 ein p-leitender Anreicherungs-MOSFET und das andere von dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 ist ein p-leitender Verarmungs-MOSFET.
  • Die 4A und 4B zeigen ein Beispiel der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung auf Package-Ebene. Das heißt, die 4A und 4B zeigen eine Halbleiteranordnung (Halbleiter-Package) gemäß einem Beispiel, dass die in 1 gezeigte elektronische Schaltung enthält. 4A zeigt eine Draufsicht auf die Halbleiteranordnung und 4B zeigt eine vertikale Schnittansicht in einer Schnittebene A-A. Bezugnehmend auf die 4A und 4B umfasst die Halbleiteranordnung einen ersten Halbleiterkörper (Halbleiter-Die, Halbleiterchip) 10, in dem das erste Transistorbauelement T1 integriert ist. Der erste Halbleiterkörper 10 umfasst eine erste Lastanschlussfläche 11 an einer ersten Oberfläche und eine zweite Lastanschlussfläche 12 und eine Steueranschlussfläche 13 an einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche. Die erste Lastanschlussfläche 11 bildet den ersten Lastknoten S1, die zweite Lastanschlussfläche 12 bildet den zweiten Lastknoten D1 und die Steueranschlussfläche 13 bildet den Steuerknoten G1 des ersten Transistorbauelements T1. Außerdem umfasst die Halbleiteranordnung einen zweiten Halbleiterkörper (Halbleiterchip) 20, in dem das zweite Transistorbauelement T2 integriert ist. Der zweite Halbleiterkörper 20 umfasst eine erste Lastanschlussfläche 21 an einer ersten Oberfläche und eine zweite Lastanschlussfläche 22 und eine Steueranschlussfläche 23 an einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche. Die erste Lastanschlussfläche 21 bildet den ersten Lastknoten S1, die zweite Lastanschlussfläche 22 bildet den zweiten Lastknoten G2 und die Steueranschlussfläche 23 bildet den Steuerknoten G2 des zweiten Transistorbauelement T2. In 1 bezeichnen Bezugszeichen in Klammern neben den Bezugszeichen der einzelnen Schaltungsknoten der ersten und zweiten Transistorbauelemente T1, T2 die in 4A gezeigten Bezugszeichen der Lastanschlussflächen, die die jeweiligen Schaltungsknoten bilden.
  • Bezugsnehmend auf 4B ist die erste Lastanschlussfläche 11 des in dem ersten Halbleiterkörper integrierten ersten Transistorbauelement T1 an dem elektrisch leitenden Träger 41 befestigt und die erste Lastanschlussfläche 21 des in dem zweiten Halbleiterkörper 20 integrierten zweiten Transistorbauelements T2 ist an dem elektrisch leitenden Träger 41 befestigt. Das Befestigen der ersten Lastanschlussfläche 11, 21 jeweils des ersten Halbleiterkörpers 10 und des zweiten Halbleiterkörpers 20 an den elektrisch leitenden Träger 41 kann wenigstens eines von Löten, Schweißen und Kleben unter Verwendung eines elektrisch leitenden Klebers umfassen, um die ersten Lastanschlussflächen 11, 21 jeweils mit dem elektrischen leitenden Träger 41 zu verbinden. Hierdurch sind die ersten Lastknoten S1, S2 des ersten Transistorbauelements T1 und des zweiten Transistorbauelements T2 elektrisch miteinander verbunden. 4B ist eine schematische Darstellung der Halbleiteranordnung, so dass eine Verbindungsschicht, wie beispielsweise eine Lotschicht oder ein Kleber, zwischen dem Träger 41 und der jeweiligen ersten Lastanschlussfläche 11, 21 nicht gezeigt ist.
  • Der elektrisch leitende Träger 41 kann als Ganzes aus einem elektrisch leitenden Material bestehen. Alternativ umfasst der Träger 41 (wie in 4B in gepunkteten Linien dargestellt ist) eine elektrisch isolierende Schicht 41 1 und eine elektrisch leitende Schicht 41 2 auf der isolierenden Schicht 41 1, wobei die Lastanschlussflächen 11, 21 an der elektrisch leitenden Schicht 41 2 befestigt sind.
  • Bezugnehmend auf die 2 und 3 können das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als MOSFET realisiert sein. In diesem Fall bildet die erste Lastanschlussfläche 11 des ersten Transistorbauelements T1 den Sourceknoten S1 und die erste Lastanschlussfläche 21 des zweiten Transistorbauelements T2 bildet den Sourceknoten S2 des zweiten Transistorbauelements T2. In diesem Fall können das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als Source-Down-MOSFET realisiert sein, welches ein MOSFET ist, dessen Sourceknoten an einer ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers, in der er integriert ist, angeordnet ist und dessen Drainknoten dessen Gateknoten an einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche angeordnet ist.
  • Bezugnehmend auf 4A umfasst die Halbleiteranordnung einen dritten Halbleiterkörper (Halbleiterchip) 30, in dem die Ansteuerschaltung DRV integriert ist. Gemäß einem in 4B gezeigten Beispiel ist der dritte Halbleiterkörper 30 auf einen von dem ersten Halbleiterkörper 10 und dem zweiten Halbleiterkörper 20 angeordnet. Lediglich zu Veranschaulichungszwecken ist der dritte Halbleiterkörper 30 bei dem in 4B gezeigten Beispiel auf dem zweiten Halbleiterkörper 20 angeordnet. Auf einer oberen Oberfläche, welches die Oberfläche ist, die von dem zweiten Halbleiterkörper 20 weg zeigt, umfasst der dritte Halbleiterkörper 30 mehrere Anschlussflächen, wobei jede dieser Anschlussflächen einen der in 1 gezeigten Eingangs- und Ausgangspins P1–P6 bildet. Das Bezugszeichen der Anschlussfläche, die den jeweiligen Eingangs- oder Ausgangspin bildet, ist in 1 in Klammern neben dem Bezugszeichen des jeweiligen Pins angegeben. Eine erste Anschlussfläche 31 bildet den ersten Ausgangspin P1 und ist elektrisch an die Steueranschlussfläche 13 des ersten Halbleiterkörpers 10 angeschlossen; eine zweite Anschlussfläche 22 bildet den zweiten Ausgangspin P2 und ist elektrisch an die Steueranschlussfläche 23 des zweiten Halbleiterkörpers 20 angeschlossen; eine dritte Anschlussfläche 33 bildet den dritten Ausgangspin P3 und ist elektrisch über den Träger 41 an die ersten Lastanschlussflächen 11, 21 angeschlossen, eine vierte Lastanschlussfläche, die den Eingangspin P4 der Ansteuerschaltung DRV bildet, ist elektrisch an ein elektrisch leitendes Bein 45 angeschlossen, das den Eingang IN der elektronischen Schaltung bildet, eine Anschlussfläche 35, die einen P5 der Versorgungseingangspins P5, P6 der Ansteuerschaltung DRV bildet, ist an die zweite Lastanschlussfläche des ersten Transistorbauelements T1 angeschlossen, und eine sechste Lastanschlussfläche 36 bildet den zweiten Versorgungseingangspin P6 und ist an ein weiteres elektrisch leitendes Bein 44 angeschlossen. Außerdem ist die zweite Lastanschlussfläche 12 des ersten Transistorbauelements T1 an ein erstes Versorgungsbein 43 angeschlossen und die zweite Lastanschlussfläche 22 des zweiten Transistorbauelements T2 ist an ein zweites Lastanschlussbein 46 angeschlossen. Die Beine 43–46 sind gegenüber dem Träger 41 elektrisch isoliert. Die dritte Lastanschlussfläche 33 des dritten Halbleiterkörpers 30 ist an ein weiteres Bein angeschlossen, das elektrisch leitend an den Träger 41 angeschlossen ist.
  • Bezugnehmend auf die 4A und 4B umfasst die Halbleiteranordnung ein Gehäuse H (das in den 4A und 4B in strichpunktierten Linien dargestellt ist). Dieses Gehäuse, das auch als Package bezeichnet werden kann, umgibt die Halbleiterkörper 10, 20, 30 und den Träger 41. Die Beine 43–46 stehen aus dem Gehäuse hervor. Optional steht auch das Bein 42, das elektrisch an den Träger 41 angeschlossen ist, aus dem Gehäuse hervor.
  • In 4A repräsentieren die fetten Linien zwischen Anschlussflächen oder zwischen Anschlussflächen und Beinen elektrisch leitende Verbindungen. Diese Verbindungen können auf verschiedene Weise realisiert werden. Lediglich zu Erläuterungszwecken zeigen die 5A und 5B zwei dieser Verbindungen 51, 52 näher im Detail, nämlich die Verbindungen zwischen den Lastanschlussflächen 12, 22 und den jeweiligen Versorgungsbeinen 43, 46. Bei dem in 5A gezeigten Beispiel sind diese Verbindungen 51, 52 als Flachleiter realisiert, die aus einer Metallplatte ausgeschnitten wurden. Gemäß einem weiteren Beispiel, das in 5B gezeigt ist, sind diese Verbindungen als Bonddrähte realisiert. Jede der anderen Verbindungen, die in 4A gezeigt ist, aber nicht mit einem Bezugszeichen bezeichnet ist, kann entsprechend als Flachleiter oder als Bonddraht realisiert werden.
  • Wie oben ausgeführt, ist die Ansteuerschaltung DRV dazu ausgebildet, eines von den ersten und zweiten Transistorbauelementen T1, T2 abhängig von einer Polung der Versorgungsspannung V ein- oder auszuschalten. 6 zeigt ein Beispiel der Ansteuerschaltung mit einer solchen Funktion weiter im Detail. Bei diesem Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als p-leitender MOSFET realisiert und die Ansteuerschaltung DRV ist dazu ausgebildet, das erste Transistorbauelement T1 abhängig von der Polarität der Versorgungsspannung anzusteuern. Die Ansteuerschaltung DRV umfasst eine Verpolschutzschaltung 51, die zwischen den Gateknoten bzw. die Gateanschlussfläche 13 des ersten Transistorbauelement T1 und den zweiten Versorgungspin P6 der Ansteuerschaltung DRV geschaltet ist. Im Betrieb der Ansteuerschaltung DRV ist der zweite Versorgungspin P6 an den zweiten Versorgungsknoten 44 angeschlossen. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel umfasst die Verpolschutzschaltung einen Widerstand 51 1, der zwischen den Gateknoten G1 und den zweiten Versorgungspin P6 geschaltet ist. Im Betrieb der elektronischen Schaltung ist die Versorgungsspannung V die Spannung zwischen dem Drainknoten D1 des ersten Transistorbauelements T1 und dem zweiten Versorgungspins P6. Das erste Transistorbauelement T1, wenn es als p-leitender MOSFET realisiert ist, schaltet ein, wenn die erste Ansteuerspannung VGS1 negativ und unterhalb der negativen Schwellenspannung ist. Wenn die Versorgungsspannung V eine Polarität besitzt, wie sie in 6 gezeigt ist, das heißt, wenn das elektrische Potential an dem zweiten Versorgungsknoten P6 niedriger ist als das elektrische Potential an dem Drainknoten D1, schaltet das erste Transistorbauelement T1 ein. Wenn allerdings die Versorgungsspannung V eine Polarität besitzt, die entgegengesetzt zu der in 6 gezeigten Polarität ist, so dass das elektrische Potential an dem zweiten Versorgungsknoten P6 höher ist als das elektrische Potential an dem Drainknoten D1, schaltet das erste Transistorbauelement T1 aus.
  • Das zweite Transistorbauelement T2 wird durch eine Ansteuereinheit 52 angesteuert, die zwischen den zweiten Ausgangspin P2 und den dritten Ausgangspin P3 geschaltet ist und das Eingangssignal SIN von dem Eingangspin P4 erhält. Diese Ansteuereinheit 52 ist dazu ausgebildet, das zweite Transistorbauelement T2 abhängig von dem Eingangssignal SIN ein- oder auszuschalten. Die Ansteuereinheit 52 ist optional zwischen die ersten und zweiten Versorgungspins P5, P6 geschaltet, um die Versorgungsspannung V zu erhalten, und nutzt die Versorgungsspannung V, um die zweite Ansteuerspannung VGS2 zu erzeugen.
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Versorgungsschaltung 520, die in der Ansteuereinheit 52 enthalten sein kann und eine interne Versorgungsspannung V52 der Ansteuereinheit 52 aus der Versorgungsspannung V zwischen den ersten Versorgungspotential Vbb und dem zweiten Versorgungspotential GND unabhängig von einer Polarität dieser Versorgungsspannung V, die nachfolgend als externe Versorgungsspannung bezeichnet wird, erzeugt. Diese Schaltung 520 ist an die ersten und zweiten Versorgungsknoten (wo die ersten und zweiten Versorgungspotentiale Vbb, GND verfügbar sind) angeschlossen und stellt die interne Versorgungsspannung V52 an ersten und zweiten Ausgangsknoten 521, 522 zur Verfügung. Bezugnehmend auf 17 umfasst die Versorgungsschaltung eine Reihenschaltung mit einem ersten Widerstand 523 und einem Spannungsbegrenzungselement 524, die zwischen die ersten und zweiten Versorgungsknoten geschaltet ist. Der erste Ausgangsknoten 521 ist an einen Schaltungsknoten zwischen dem ersten Widerstand 523 und dem Spannungsbegrenzungselement 524 angeschlossen und der zweite Ausgangsknoten 522 ist über einen zweiten Widerstand an den zweiten Versorgungsknoten angeschlossen.
  • Außerdem ist eine Laststrecke eines elektronischen Schalters zwischen den ersten Versorgungsknoten und den zweiten Ausgangsknoten 522 geschaltet. Dieser elektronische Schalter wird durch eine Spannung V552 über dem zweiten Widerstand angesteuert. Bei dem in 17 gezeigten Beispiel umfasst der elektronische Schalter einen ersten MOSFET 526 1 und einen zweiten MOSFET 526 2 desselben Typs (n-Typ in diesem Beispiel). Diese MOSFETs sind so verschaltet, dass ihre internen Bodydioden (nicht dargestellt) antiseriell verschaltet sind. Bezugnehmen auf 17 kann dies erreicht werden durch Verbinden des ersten MOSFET 526 1 und des zweiten MOSFET 526 2 an ihren jeweiligen Sourceknoten. Gateknoten der MOSFETs 526 1, 526 2 sind miteinander verbunden und über einen optionalen Widerstand 529 an einen Schaltungsknoten zwischen dem zweiten Widerstand 525 und dem zweiten Versorgungsknoten angeschlossen. Optional ist ein Gleichrichterelement 528, wie beispielsweise eine Diode, zwischen die Gateknoten und den gemeinsamen Sourceknoten geschaltet. Dieses Gleichrichterelement 528 schützt die MOSFETs 526 1, 526 2 vor hohen Spannungen zwischen den Gate- und Sourceknoten.
  • Bei der in 17 gezeigten Versorgungsschaltung ist die interne Versorgungsspannung V52 im Wesentlichen gleich der externen Versorgungsspannung V, wenn das erste Versorgungspotential gegenüber dem zweiten Versorgungspotential GND positiv ist, das heißt, wenn die Versorgungsspannung V nicht verpolt ist. In diesem Fall ist die Spannung V525 über dem Widerstand im Wesentlichen null und der elektronische Schalter 526 1, 526 2 ist ausgeschaltet. Wenn die Versorgungsspannung verpolt ist, so dass das zweite Versorgungspotential GND relativ zu dem ersten Versorgungspotential positiv ist, ist die interne Versorgungsspannung im Wesentlichen gleich –V, das heißt, der negativen externen Versorgungsspannung V. In diesem Fall wird das zweite Versorgungspotential GND über das Gleichrichterelement an den ersten Ausgangsknoten 521 angelegt, eine Spannung über den zweiten Widerstand 525 stellt sich so ein, dass der elektronische Schalter einschaltet und das erste Versorgungspotential Vbb an den zweiten Ausgangsknoten 522 anlegt. Bei dieser Versorgungsschaltung 520 hat die interne Versorgungsspannung V52 dieselbe Polarität unabhängig von der Polarität der externen Versorgungsspannung V.
  • Optional umfasst die Verpolschutzschaltung 51 ein Spannungsbegrenzungselement 51 2, das zwischen den Gateknoten G1 und dem Sourceknoten S1 des ersten Transistorbauelement T1 geschaltet ist. Dieses Spannungsbegrenzungselement 51 2 ist beispielsweise als Zenerdiode realisiert und dient dazu, die erste Ansteuerspannung VGS1 zu begrenzen.
  • 7 zeigt eine Ansteuerschaltung DRV gemäß einem weiteren Beispiel. Bei diesem Beispiel sind das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 jeweils als n-leitender MOSFET realisiert. Bei diesem Beispiel erhält die Ansteuereinheit 52 die externe Versorgungsspannung, ist dazu ausgebildet, die Polarität der externen Versorgungsspannung zu detektieren, und ist dazu ausgebildet, sowohl das erste Transistorbauelement T1 als auch das zweite Transistorbauelement T2 auszuschalten, wenn eine Verpolung der externen Versorgungsspannung detektiert wird. Im Normalbetrieb, das heißt, wenn keine Verpolung der externen Versorgungsspannung vorliegt, schaltet die Ansteuereinheit sowohl das erste Transistorbauelement T1 als auch das zweite Transistorbauelement T2 basierend auf dem Eingangssignal SIN ein. Bei dem in 7 gezeigten Beispiel sind die Gateknoten des ersten Transistorbauelements T1 und des zweiten Transistorbauelements T2 miteinander verbunden, so dass die zwei Transistoren T1, T2 dasselbe Ansteuersignal SDRV erhalten.
  • Bezugnehmend auf 7 umfasst die Ansteuerschaltung DRV außerdem eine Ansteuereinheit 52, die dazu ausgebildet ist, die erste Ansteuerspannung VGS1 abhängig von dem Eingangssignal SIN zu erzeugen. Die Ansteuereinheit 52 ist insbesondere dazu ausgebildet, das erste Transistorbauelement T1 abhängig von dem Eingangssignal SIN ein- oder auszuschalten. Wie die in 6 gezeigte Ansteuereinheit 52 kann die in 7 gezeigte Ansteuereinheit 52 die Versorgungsspannung V über die ersten und zweiten Versorgungspin P5, P6 der Ansteuerschaltung DRV erhalten.
  • Bei dem in den 4A und 4B gezeigten Beispiel sind der erste Halbleiterkörper 10 und der zweite Halbleiterkörper 20 als getrennte Halbleiterkörper gezeichnet, die voneinander beabstandet sind. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Beispiel, das in 8 gezeigt ist, können der erste Halbleiterkörper 10, in dem das erste Transistorbauelement T1 integriert ist, und der zweite Halbleiterkörper 20, in dem das zweite Transistorbauelement T2 integriert ist, verschiedene Abschnitte eines Halbleiterkörpers sein. Das heißt, das erste Transistorbauelement T1 und das zweite Transistorbauelement T2 können in einem Halbleiterkörper integriert sein, von dem der zuvor erläuterte erste Halbleiterkörper 10 einen Abschnitt bildet und der zuvor erläuterte zweite Halbleiterkörper 20 einen anderen Abschnitt bildet.
  • 9 zeigt eine Modifikation der zuvor anhand der 4A–4B und 8 erläuterten Halbleiteranordnungen. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel umfasst einer von den ersten und zweiten Halbleiterkörpern 10, 20 eine Anschlussfläche 14 an der zweiten Oberfläche, die elektrisch an die jeweilige erste Lastanschlussfläche (11 oder 21, wie sie in 4B gezeigt sind) an der ersten Oberfläche angeschlossen ist. In diesem Fall ist die dritte Lastanschlussfläche 33 der Ansteuerschaltung (die bezugnehmend auf 1 den dritten Ausgangspin P3 bildet) an diese Lastanschlussfläche angeschlossen. Das Bein 42 (vgl. 4A und 8) das an den Träger 41 angeschlossen ist, kann bei diesem Beispiel weggelassen werden. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel umfasst der Halbleiterkörper 10 die zusätzliche Anschlussfläche 14, die an die jeweilige erste Lastanschlussfläche angeschlossen ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem (nicht dargestellten) weiteren Beispiel umfasst der zweite Halbleiterkörper 20 eine solche zusätzliche Lastanschlussfläche. Obwohl der erste Halbleiterkörper 10 und der zweite Halbleiterkörper 20 bei dem in 9 gezeigten Beispiel als Teil eines Halbleiterkörpers gezeichnet sind, könnten diese ersten und zweiten Halbleiterkörper 10 und 20 auch als separate Halbleiterkörper realisiert werden (was in 9 in gepunkteten Linien dargestellt ist).
  • Bei den zuvor erläuterten Beispielen ist der dritte Halbleiterkörper 30, in dem die Ansteuerschaltung DRV integriert ist, auf der zweiten Oberfläche wenigstens eines von den ersten und zweiten Halbleiterkörpern 10, 20 angeordnet. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel ist der dritte Halbleiterkörper 30 teilweise jeweils auf dem ersten Halbleiterkörper 10 und dem zweiten Halbleiterkörper 20 angeordnet. Gemäß einem weiteren Beispiel, das in 10 gezeigt ist, könnte der dritte Halbleiterkörper 30 auch auf dem Träger 41 neben dem ersten Halbleiterkörper 10 und dem zweiten Halbleiterkörper 20 angeordnet sein.
  • 11 zeigt eine Modifikation der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung. Die in 11 gezeigte elektronische Schaltung umfasst einen Messwiderstand R, der in Reihe zu den Laststrecken des ersten Transistorbauelements T1 und des zweiten Transistorbauelements T2 geschaltet ist. Bei diesem Beispiel ist der Messwiderstand R zwischen dem Versorgungsknoten SUP und dem zweiten Lastknoten D1 des ersten Transistorbauelements T1 geschaltet. Die Ansteuerschaltung DRV umfasst außer dem an den Versorgungsknoten SUP angeschlossenen ersten Versorgungspin P5 einen weiteren Eingangspin P7, der an dem zweiten Lastknoten D1 des ersten Transistorbauelements T1 angeschlossen ist. Die Ansteuerschaltung DRV ist dazu ausgebildet, eine Spannung VS zwischen dem ersten Versorgungspin P5 und dem anderen Eingangspin P7 zu detektieren. Diese Spannung VS repräsentiert einen Strom IL, der durch den Messwiderstand fließt, wenn die elektronische Schaltung im Ein-Zustand ist. Die Spannung VS ist insbesondere proportional zu dem Laststrom IL, wobei ein Proportionalitätsfaktor gegeben ist, durch einen Widerstandswert des Messwiderstands R. Gemäß einem Beispiel umfasst die Ansteuerschaltung DRV einen weiteren Ausgangspin P8 und ist dazu ausgebildet, an diesem Ausgangspin P8 ein Ausgangssignal SOUT auszugeben, das den Laststrom IL repräsentiert.
  • 12 zeigt die in 11 gezeigte elektronische Schaltung auf Package-Ebene. Die in 12 gezeigte Halbleiteranordnung ist eine Modifikation der in 9 gezeigten Halbleiteranordnung und unterscheidet sich von der in 9 gezeigten Halbleiteranordnung dadurch, dass der dritte Halbleiterkörper 30 eine siebte Anschlussfläche 37 und eine achte Anschlussfläche 38 umfasst. Die siebte Anschlussfläche 37 ist an das erste Versorgungsbein 43 angeschlossen, während die fünfte Anschlussfläche an die zweite Lastanschlussfläche 12 angeschlossen ist. Der Leiter 51 zwischen der zweiten Lastanschlussfläche 12 des ersten Halbleiterkörpers 10 und dem Versorgungsbein 43 bildet bei diesem Beispiel den Messwiderstand R. Gemäß einem Beispiel ist der Leiter 51 als Flachleiter des in 5A gezeigten Typs realisiert.
  • Bei dem in 12 gezeigten Beispiel sind der erste Halbleiterkörper 10 und der zweite Halbleiterkörper 20 durch einen Halbleiterkörper gebildet und der erste Halbleiterkörper 10 umfasst eine Anschlussfläche 14, die an die erste Lastanschlussfläche 11 (vgl. 4B) angeschlossen ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Die ersten und zweiten Halbleiterkörper könnten auch als separate Halbleiterkörper (in 12 in gepunkteten Linien dargestellt) realisiert werden. Die Anschlussfläche 14 kann weggelassen werden und die dritte Anschlussfläche 33 kann auf die in 8 erläuterte Weise an den Träger 41 angeschlossen werden.
  • 13 zeigt eine weitere Modifikation der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung. Die in 13 gezeigte elektronische Schaltung umfasst zusätzlich zu dem ersten Transistorbauelement T1 und dem zweiten Transistorbauelement T2 einen Messtransistor T2s. Dieser Messtransistor T2s ist vom selben Typ wie der erste Transistor T1 und der zweite Transistor T2. Der Messtransistor T2s umfasst einen Steuerknoten G2s, einen ersten Lastknoten S2s und einen zweiten Lastknoten D2s. der Steuerknoten G2s ist an den Steuerknoten G2 des zweiten Transistors angeschlossen und der erste Lastknoten S2s ist an den ersten Lastknoten S1 des zweiten Transistors T2 angeschlossen. Die Ansteuerschaltung DRV umfasst eine Steuerschaltung 53, die dazu ausgebildet ist, den Messtransistor T2s im selben Arbeitspunkt wie den zweiten Transistor T2 zu betreiben. In diesem Fall ist ein Messstrom IS durch den Messtransistor T2s proportional zu einem Laststrom IL durch den zweiten Transistor T2. Ein Proportionalitätsfaktor (der häufig als kILIS-Faktor bezeichnet wird) zwischen dem Laststrom IL und dem Messstrom IS ist gegeben durch ein Verhältnis zwischen der Größe des zweiten Transistors T2 und einer Größe des Messtransistor T2s. Dies ist allgemein bekannt, so dass diesbezüglich keine weitere Erläuterung notwendig ist. Eine Regelschaltung 53 in der Ansteuerschaltung DRV ist dazu ausgebildet, das elektrische Potential an dem zweiten Lastknoten G2s des Messtransistors T2s so zu regeln, dass dieses Potential im Wesentlichen gleich dem elektrischen Potential an den zweiten Lastknoten D2 des zweiten Transistorbauelements T2 ist. Ein Verstärker 53 1, wie beispielsweise ein Operationsverstärker, erhält die Potentiale an dem zweiten Lastknoten D2s, D2 und stellt einen Widerstandswert eines einstellbaren Widerstands 53 2, der in Reihe zu der Laststrecke des Messtransistors T2s geschaltet ist, so ein, dass das Potential an dem zweiten Lastknoten D2s des Messtransistors T2s gleich dem Potential an dem zweiten Lastknoten D2 des zweiten Transistors T2 ist. Bezugnehmend auf 13 ist die Regelschaltung zwischen einem weiteren Eingangspin P9 und dem Ausgangspin P8 der Ansteuerschaltung DRV geschaltet. An dem Ausgangspin P8, der auch als Messpin bezeichnet werden kann, ist der Messstrom IL verfügbar. Bezugnehmend auf das Voranstehende repräsentiert dieser Messstrom IS einen Laststrom IL, der durch die elektronische Schaltung und eine Last Z im Ein-Zustand der elektronischen Schaltung fließt. Im Betrieb der elektronischen Schaltung kann ein Widerstand Rs zwischen den Messpin P8 und den zweiten Versorgungsknoten GND geschaltet werden. Eine Spannung über dem Messwiderstand Rs repräsentiert in diesem Beispiel den Messstrom IS und damit den Laststrom IL.
  • 14 zeigt ein Beispiel einer Halbleiteranordnung, in der die in 13 gezeigte elektronische Schaltung realisiert ist. Diese Halbleiteranordnung unterscheidet sich von der in 12 gezeigten Halbleiteranordnung dadurch, dass das zweite Transistorbauelement T2 und das Messtransistorbauelement T2s in den zweiten Halbleiterkörper 20 integriert sind. Eine Messanschlussfläche 24 an der zweiten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers 20 bildet den zweiten Lastknoten D2s des Messtransistors T2s. Diese Messanschlussfläche 24 ist an eine weitere Eingangsanschlussfläche 39 des dritten Halbleiterkörpers 30 angeschlossen. Diese Eingangsanschlussfläche bildet den in 13 gezeigten Eingangspin P9.
  • Bei den zuvor erläuterten Beispielen umfasst die elektronische Schaltung ein Transistorbauelement, das durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von der Polarität der Versorgungsspannung angesteuert wird, und ein Transistorbauelement, das durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von einem Eingangssignal angesteuert wird. 15 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Schaltung, die ein Transistorbauelement, das durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von der Polarität der Versorgungsspannung V angesteuert wird, und mehrere Transistorbauelemente, die durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von Eingangssignalen angesteuert werden, aufweist. Bei dem in 15 gezeigten Beispiel sind zwei Transistorbauelemente T21, T2n vorhanden, die durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von Eingangssignalen SIN1, SIN2 angesteuert werden. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Diese elektronische Schaltung kann ebenso mit mehr als zwei Transistorbauelemente T21, T2n realisiert werden. Bei dem in 15 gezeigten Beispiel ist das erste Transistorbauelement T1 das Transistorbauelement, das abhängig von der Polarität der Versorgungsspannung V angesteuert wird, und es gibt mehrere zweite Transistorbauelemente T21, T2n. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren (nicht dargestellten) Beispiel gibt es ein zweites Transistorbauelement, das durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von der Polarität der Versorgungsspannung V angesteuert wird, und es gibt es zwei oder mehr erste Transistorbauelemente, die durch die Ansteuerschaltung DRV abhängig von Eingangssignalen angesteuert werden.
  • Bei der in 15 gezeigten elektronischen Schaltung sind der erste Lastknoten S1 des ersten Transistorbauelements T1 und jeweils die ersten Lastknoten S21, S2n der zweiten Transistorbauelemente T21, T2n an den gemeinsamen ersten Lastknoten angeschlossen. Die Laststrecke jedes der zweiten Transistorbauelemente T21, T2n ist zwischen den ersten Lastknoten und einen jeweiligen Ausgangsknoten OUT1, OUTn geschaltet. Die Ansteuerschaltung DRV erhält mehrere Eingangssignale SIN1, SINn an mehreren Eingangspins P41, P4n, wobei jedes dieser Eingangssignale SIN1, SINn einem der zweiten Transistorbauelemente T21, T2n zugeordnet ist und den gewünschten Schaltzustand des jeweiligen zweiten Transistorbauelements T21, T2n definiert. Basierend auf diesen Eingangssignalen SIN1, SINn erzeugt die Ansteuerschaltung DRV Ansteuerspannungen VGS21, VGS2n, die durch die einzelnen zweiten Transistorbauelemente T21, T2n erhalten werden. Bei dem in 15 gezeigten Beispiel erzeugt die Ansteuerschaltung DRV eine Ansteuerspannung VGS21, die durch das zweite Transistorbauelement T21 zwischen einem Ausgangspin P21 und dem Ausgangspin P3 erhalten wird, und erzeugt eine Ansteuerspannung VGS2n, die durch das zweite Transistorbauelement T2n zwischen einem Ausgangspin P2n und dem Ausgangspin P2 erhalten wird.
  • 16 zeigt eine Halbleiteranordnung, in der die in 15 gezeigte elektronische Schaltung implementiert ist. Bei diesem Beispiel umfasst die Halbleiteranordnung einen ersten Halbleiterkörper 10, in dem das erste Transistorbauelement T1 integriert ist, einen dritten Halbleiterkörper 30, in dem die Ansteuerschaltung DRV integriert ist, und Halbleiterkörper 20 1, 20 n, in denen jeweils eines der zweiten Transistorbauelemente T21, T2n integriert ist. Die Halbleiterkörper 10, 20 1, 20 n können verschiedene Teile eines gemeinsamen Halbleiterkörpers sein oder können separate Halbleiterkörper sein (in 16 in gestrichelten Linien dargestellt). Eingangspins zum Erhalten der Eingangssignale werden durch Beine 45 1, 45 2 gebildet und die in 15 gezeigten Ausgangsgänge OUT1, OUTn werden durch Ausgangsbeine 46 1, 46 n gebildet. Eine Steueranschlussfläche 23 1 an einer zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers 20 1 bildet den Steuerknoten G21 des zweiten Transistorbauelement T21, und eine Steueranschlussfläche 23 n an der zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers 20 n bildet den Steuerknoten G2n des Transistorbauelements T2n. Eine zweite Lastanschlussfläche 22 1 an der zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers 20 1 bildet den zweiten Lastknoten D21 des Transistorbauelements T21, und eine Lastanschlussfläche 22 n an der zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers 20 n bildet den zweiten Lastknoten D2n des Transistorbauelements T2n. Jede dieser Lastanschlussflächen 22 1, 22 n ist an ein jeweiliges Ausgangsbein 46 1, 46 n angeschlossen. Dies Steueranschlussflächen 23 1, 23 n sind jeweils an eine jeweilige Anschlussfläche 32 1, 32 n an dem dritten Halbleiterkörper 30 angeschlossen. Diese Anschlussflächen 32 1, 32 n bilden jeweils einen der in 15 gezeigten Eingangspins P21, P2n.

Claims (12)

  1. Elektronische Schaltung, die aufweist: ein erstes Transistorbauelement, wobei das erste Transistorbauelement in einem ersten Halbleiterkörper integriert ist, eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des ersten Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des ersten Halbleiterkörpers aufweist und dazu ausgebildet ist, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltenen ersten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten: wenigstens ein zweites Transistorbauelement, wobei das wenigstens eine zweite Transistorbauelement in einem zweiten Halbleiterkörper integriert ist, eine erste Lastanschlussfläche an einer ersten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers und eine Steueranschlussfläche und eine zweite Lastanschlussfläche an einer zweiten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers aufweist und dazu ausgebildet ist, abhängig von einer zwischen der Steueranschlussfläche und der ersten Lastanschlussfläche erhaltenen zweiten Ansteuerspannung ein- oder auszuschalten; eine Ansteuerschaltung, die dazu ausgebildet ist, die erste Ansteuerspannung und die zweite Ansteuerspannung zu erzeugen, wobei die erste Lastanschlussfläche des ersten Transistorbauelements und die erste Lastanschlussfläche des wenigstens einen zweiten Transistorbauelements an einem elektrisch leitenden Träger befestigt sind, so dass die Laststrecken des ersten Transistorbauelements und des wenigsten einen Transistorbauelements in Reihe geschaltet sind.
  2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei der der erste Halbleiterkörper und der zweite Halbleiterkörper separate Halbleiterköper sind.
  3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Halbleiterkörper und der zweite Halbleiterkörper unterschiedliche Teile eines Halbleiterkörpers sind.
  4. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung in einem dritten Halbleiterkörper integriert ist.
  5. Elektronische Schaltung nach Anspruch 4, bei der der dritte Halbleiterkörper auf wenigstens einem von dem ersten Halbleiterkörper und dem zweiten Halbleiterkörper angeordnet ist.
  6. Elektronische Schaltung nach Anspruch 4, bei der der dritte Halbleiterkörper auf dem Träger neben wenigstens einem von dem ersten Halbleiterkörper und dem zweiten Halbleiterkörper angeordnet ist.
  7. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, die erste Ansteuerspannung und die zweite Ansteuerspannung basierend auf einem Eingangssignal bzw. auf einer Polarität einer Laststreckenspannung über einer Reihenschaltung mit den Laststrecken des ersten Transistorbauelements und des zweiten Transistorbauelements zu erzeugen.
  8. Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, bei der die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, das erste Transistorbauelement und das wenigstens eine zweite Transistorbauelement abhängig von dem Eingangssignal anzusteuern, wenn die Laststreckenspannung eine erste Polarität besitzt, und bei der die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, wenigstens eines von dem ersten Transistorbauelement und dem wenigstens einen zweiten Transistorbauelement unabhängig von dem Eingangssignal auszuschalten, wenn die Laststreckenspannung eine der ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität besitzt.
  9. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung eine Versorgungsschaltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine interne Versorgungsspannung basierend auf der Laststreckenspannung so zu erzeugen, dass die interne Versorgungsspannung unabhängig von einer Polarität der Laststreckenspannung dieselbe Polarität besitzt.
  10. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die weiterhin ein Messtransistorbauelement aufweist, das in dem zweiten Halbleiterkörper integriert ist, wobei ein Steuerknoten des Messtransistorbauelements an die Steueranschlussfläche des zweiten Transistorbauelements angeschlossen ist, wobei ein erster Lastknoten des Messtransistors an die erste Lastanschlussfläche des zweiten Transistorbauelements angeschlossen ist, und wobei das Messtransistorbauelement einen zweiten Lastknoten aufweist, der an eine Messanschlussfläche an der zweiten Oberfläche des zweiten Halbleiterkörpers angeschlossen ist.
  11. Elektronische Schaltung nach Anspruch 10, bei der die Messanschlussfläche an die Ansteuerschaltung angeschlossen ist, und bei der die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, basierend auf elektrischen Potentialen an der zweiten Lastanschlussfläche des zweiten Transistorbauelements bzw. der Messanschlussfläche ein Messsignal zu erzeugen.
  12. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das wenigstens eine zweite Transistorbauelement mehrere zweite Transistorbauelemente aufweist.
DE102016112162.2A 2016-07-04 2016-07-04 Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung Pending DE102016112162A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016112162.2A DE102016112162A1 (de) 2016-07-04 2016-07-04 Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung
US15/639,834 US10277219B2 (en) 2016-07-04 2017-06-30 Electronic switching and reverse polarity protection circuit
CN201710534124.1A CN107579062B (zh) 2016-07-04 2017-07-03 电子开关和反极性保护电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016112162.2A DE102016112162A1 (de) 2016-07-04 2016-07-04 Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016112162A1 true DE102016112162A1 (de) 2018-01-04

Family

ID=60662300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016112162.2A Pending DE102016112162A1 (de) 2016-07-04 2016-07-04 Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10277219B2 (de)
CN (1) CN107579062B (de)
DE (1) DE102016112162A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3511986A1 (de) * 2018-01-16 2019-07-17 Infineon Technologies Austria AG Transistoranordnung mit einem lasttransistor und einem sensetransistor
CN110875303B (zh) * 2018-08-31 2022-05-06 无锡华润上华科技有限公司 一种瞬态电压抑制器件及其制造方法
JP7293592B2 (ja) 2018-09-14 2023-06-20 富士電機株式会社 半導体素子及び半導体装置
JP7135636B2 (ja) 2018-09-14 2022-09-13 富士電機株式会社 半導体装置
JP7206728B2 (ja) * 2018-09-18 2023-01-18 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の制御方法
JP7450330B2 (ja) 2018-09-27 2024-03-15 富士電機株式会社 半導体素子及び半導体装置
CN114823593A (zh) * 2022-03-23 2022-07-29 华为数字技术（苏州）有限公司 一种双向开关的封装结构、半导体器件及功率变换器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021858A (en) * 1990-05-25 1991-06-04 Hall John H Compound modulated integrated transistor structure
US20070187629A1 (en) * 2005-12-14 2007-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical coupling device
US20070274110A1 (en) * 2006-05-29 2007-11-29 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd Semiconductor device, battery protection circuit and battery pack
US20110297964A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Rohm Co., Ltd. Ac switch
US8410464B2 (en) * 2009-04-23 2013-04-02 Omron Corporation Optical coupler having first and second terminal boards and first and second conversion elements
US20140160600A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Texas Instruments Incorporated Reverse voltage condition protection in a power supply system
WO2016016797A2 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Hau King Kuen Phase cut dimming control and protection
US20160043720A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847071B2 (en) * 2001-06-06 2005-01-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device
US9473134B2 (en) * 2014-01-28 2016-10-18 Stmicroelectronics International N.V. System and method for a pre-driver circuit
US20150249448A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Infineon Technologies Austria Ag Electronic Circuit Operable as an Electronic Switch
US20160189887A1 (en) * 2014-12-31 2016-06-30 Infineon Technologies Austria Ag Bidirectionally blocking electronic switch arrangement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021858A (en) * 1990-05-25 1991-06-04 Hall John H Compound modulated integrated transistor structure
US20070187629A1 (en) * 2005-12-14 2007-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical coupling device
US20070274110A1 (en) * 2006-05-29 2007-11-29 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd Semiconductor device, battery protection circuit and battery pack
US8410464B2 (en) * 2009-04-23 2013-04-02 Omron Corporation Optical coupler having first and second terminal boards and first and second conversion elements
US20110297964A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Rohm Co., Ltd. Ac switch
US20140160600A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Texas Instruments Incorporated Reverse voltage condition protection in a power supply system
WO2016016797A2 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Hau King Kuen Phase cut dimming control and protection
US20160043720A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device

Also Published As

Publication number Publication date
CN107579062B (zh) 2020-06-12
US10277219B2 (en) 2019-04-30
US20180006639A1 (en) 2018-01-04
CN107579062A (zh) 2018-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016112162A1 (de) Elektronische schalt- und verpolschutzschaltung
DE102008059853B4 (de) Schaltungsanordnung mit einem Lasttransistor und einem Messtransistor
DE10120524B4 (de) Vorrichtung zur Ermittlung des Stromes durch ein Leistungs-Halbleiterbauelement
DE19520735C2 (de) Schaltungsanordnung zum Erfassen des Laststroms eines Leistungs-Halbleiterbauelementes mit sourceseitiger Last
DE102014107017B4 (de) Schaltungsanordnung
DE102008056848B4 (de) Schreib-Treiberschaltkreis
DE3910709A1 (de) Schutzvorrichtung fuer integrierte schaltkreise gegen elektrostatische entladung
DE102009028217B4 (de) Schaltungsanordnung mit einem Lasttransistor und einem Messtransistor
DE112019006364T5 (de) Halbleiterbauelement
DE10230346A1 (de) Referenzspannungsgenerator und Spannungsversorgung mit Temperaturkompensation
DE102005010013B4 (de) Stromregler mit einem Transistor und einem Messwiderstand
DE102004024112A1 (de) Schaltung zur Messung des Stromes durch einen Leistungs-MOSFET
EP3608644A1 (de) Leistungshalbleiterschaltung sowie verfahren zur bestimmung einer temperatur eines leistungshalbleiterbauelements
DE4334513C1 (de) CMOS-Schaltung mit erhöhter Spannungsfestigkeit
DE102017126060B4 (de) Ansteuerschaltung für ein transistorbauelement
DE69825095T2 (de) Elektronische Temperaturmessvorrichtung und elektronisches Schaltungsgerät dieselbe enthaltend
EP0255067B1 (de) Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung
DE102015110102A1 (de) Strommessung in einer Leistungshalbleiter-Anordnung
DE10301693B4 (de) MOSFET-Schaltung mit reduzierten Ausgangsspannungs-Schwingungen bei einem Abschaltvorgang
DE1537185B2 (de) Amplitudenfilter
DE102017129722A1 (de) Elektronische Schalt- und Verpolschutzschaltung
DE112019001263T5 (de) Schaltsteuerschaltung und zündvorrichtung
DE3727948C2 (de)
DE4429903B4 (de) Leistungshalbleiteranordnung mit Überlastschutzschaltung
EP0936525B1 (de) Diodenschaltung mit idealer Diodenkennlinie

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication